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课件制作人：谢希仁计算机网络网络层协议知识点课件制作人：谢希仁n中间设备又称为中间系统或中继(relay)系统n物理层中继系统：转发器(repeater)，集线器n数据链路层中继系统：交换机或桥接器(bridge)n网络层中继系统：路由器(router)n网桥和路由器的混合物：桥路器(brouter)n网络层以上的中继系统：网关(gateway) 1.网络互相连接起来要使用一些中间设备 课件制作人：谢希仁2.   IP 地址及其表示方法 n我们把整个因特网看成为一个单一的、抽象的网络IP 地址就是给每个连接在因特网上的主机（或路由器）分配一个在全世界范围是唯一的 32 位的标识符nIP 地址现在由因特网名字与号码指派公司ICANN (Internet Corporation for Assigned Names and Numbers)进行分配  课件制作人：谢希仁IP 地址的编址方法 n分类的 IP 地址这是最基本的编址方法，在 1981 年就通过了相应的标准协议n子网的划分这是对最基本的编址方法的改进，其标准[RFC 950]在 1985 年通过n构成超网这是比较新的无分类编址方法。

1993 年提出后很快就得到推广应用课件制作人：谢希仁分类 IP 地址 n每一类地址都由两个固定长度的字段组成，其中一个字段是网络号 net-id，它标志主机（或路由器）所连接到的网络，而另一个字段则是主机号 host-id，它标志该主机（或路由器）n两级的 IP 地址可以记为：IP 地址 ::= { <网络号>, <主机号>}      ::= 代表“定义为”net-id24 位host-id24 位net-id16 位net-id8 位IP 地址中的网络号字段和主机号字段 0A 类地址host-id16 位B 类地址C 类地址01 1host-id8 位D 类地址 1 1 1 0多 播 地 址E 类地址保 留 为 今 后 使 用1 1 1 101net-id24 位host-id24 位net-id16 位net-id8 位IP 地址中的网络号字段和主机号字段 0A 类地址host-id16 位B 类地址C 类地址01 1host-id8 位D 类地址 1 1 1 0多 播 地 址E 类地址保 留 为 今 后 使 用1 1 1 101A 类地址的网络号字段 net-id 为 1 字节net-id24 位host-id24 位net-id16 位net-id8 位IP 地址中的网络号字段和主机号字段 0A 类地址host-id16 位B 类地址C 类地址01 1host-id8 位D 类地址 1 1 1 0多 播 地 址E 类地址保 留 为 今 后 使 用1 1 1 1 01B 类地址的网络号字段 net-id 为 2 字节net-id24 位host-id24 位net-id16 位net-id8 位IP 地址中的网络号字段和主机号字段 0A 类地址host-id16 位B 类地址C 类地址01 1host-id8 位D 类地址 1 1 1 0多 播 地 址E 类地址保 留 为 今 后 使 用1 1 1 101C 类地址的网络号字段 net-id 为 3 字节net-id24 bithost-id24 位net-id16 位net-id8 位IP 地址中的网络号字段和主机号字段 0A 类地址host-id16 位B 类地址C 类地址01 1host-id8 位D 类地址 1 1 1 0多 播 地 址E 类地址保 留 为 今 后 使 用1 1 1 101A 类地址的主机号字段 host-id 为 3 字节net-id24 位host-id24 位net-id16 位net-id8 位IP 地址中的网络号字段和主机号字段 0A 类地址host-id16 位B 类地址C 类地址01 1host-id8 位D 类地址 1 1 1 0多 播 地 址E 类地址保 留 为 今 后 使 用1 1 1 101B 类地址的主机号字段 host-id 为 2 字节net-id24 位host-id24 位net-id16 位net-id8 位IP 地址中的网络号字段和主机号字段 0A 类地址host-id16 位B 类地址C 类地址01 1host-id8 位D 类地址 1 1 1 0多 播 地 址E 类地址保 留 为 今 后 使 用1 1 1 101C 类地址的主机号字段 host-id 为 1 字节net-id24 位host-id24 位net-id16 bitnet-id8 位IP 地址中的网络号字段和主机号字段 0A 类地址host-id16 位B 类地址C 类地址01 1host-id8 位D 类地址 1 1 1 0多 播 地 址E 类地址保 留 为 今 后 使 用1 1 1 101D 类地址是多播地址 net-id24 位host-id24 位net-id16 bitnet-id8 位IP 地址中的网络号字段和主机号字段 0A 类地址host-id16 位B 类地址C 类地址01 1host-id8 位D 类地址 1 1 1 0多 播 地 址E 类地址保 留 为 今 后 使 用1 1 1 101E 类地址保留为今后使用 课件制作人：谢希仁点分十进制记法 10000000000010110000001100011111 机器中存放的 IP 地址是 32 位 二进制代码10000000 00001011 00000011 00011111 每隔 8 位插入一个空格能够提高可读性采用点分十进制记法则进一步提高可读性128.11.3.31 128               11                3             31 将每 8 位的二进制数转换为十进制数课件制作人：谢希仁常用的三种类别的 IP 地址 IP 地址的使用范围 网络        最大                  第一个       最后一个         每个网络类别      网络数                可用的         可用的           中最大的                                          网络号         网络号             主机数 A      126 (27 – 2)            1              126                16,777,214 B      16,383(214  1)      128.1       191.255                 65,534 C     2,097,151 (221  1) 192.0.1   223.255.255                254互联网中的 IP 地址 B222.1.1.222.1.1.1222.1.1.2222.1.1.3222.1.1.4R1222.1.2.5222.1.2.2222.1.2.1222.1.2.3222.1.2.4222.1.2.222.1.6.1222.1.5.1222.1.5.2222.1.6.2222.1.4.1222.1.4.2222.1.3.3222.1.3.2222.1.3.1R3R2222.1.3.LAN3N3N2222.1.4.222.1.5.222.1.6.N1LAN2LAN1互联网在同一个局域网上的主机或路由器的IP 地址中的网络号必须是一样的。

图中的网络号就是 IP 地址中的 net-id课件制作人：谢希仁n划分子网纯属一个单位内部的事情单位对外仍然表现为没有划分子网的网络n从主机号借用若干个位作为子网号 subnet-id，而主机号 host-id 也就相应减少了若干个位IP地址 ::= {<网络号>, <子网号>, <主机号>}       划分子网的基本思路 课件制作人：谢希仁n凡是从其他网络发送给本单位某个主机的 IP 数据报，仍然是根据 IP 数据报的目的网络号 net-id，先找到连接在本单位网络上的路由器n然后此路由器在收到 IP 数据报后，再按目的网络号 net-id 和子网号 subnet-id 找到目的子网n最后就将 IP 数据报直接交付目的主机 划分子网的基本思路（续） ………145.13.3.10145.13.3.11145.13.3.101145.13.7.34145.13.7.35145.13.7.56145.13.21.23145.13.21.9145.13.21.8所有到网络 145.13.0.0的分组均到达此路由器我的网络地址是 145.13.0.0R1R3R2网络145.13.0.0一个未划分子网的 B 类网络145.13.0.0划分为三个子网后对外仍是一个网络 145.13.3.10145.13.3.11145.13.3.101145.13.7.34145.13.7.35145.13.7.56145.13.21.23145.13.21.9145.13.21.8………子网 145.13.21.0子网 145.13.3.0    子网 145.13.7.0所有到达网络 145.13.0.0的分组均到达此路由器网络145.13.0.0R1R3R2课件制作人：谢希仁IP 地址的各字段和子网掩码 145        .        13            .3         .         10两级 IP 地址子网号为 3 的网络的网络号三级 IP 地址主机号子网掩码net-idhost-id子网的网络地址1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1   1 1 1 1 1 1 1 10 0 0 0 0 0 0 00net-idsubnet-idhost-id145        .        13            .145        .        13            .           33         .         10课件制作人：谢希仁(IP 地址) AND (子网掩码) =网络地址网络号 net-id主机号 host-id两级 IP 地址网络号三级 IP 地址主机号net-idhost-idsubnet-id子网号子网掩码子网的网络地址1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1   1 1 1 1 1 1 1 10 0 0 0 0 0 0 0net-idsubnet-id0逐位进行 AND 运算1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 01 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0net-idnet-idhost-id 为全 0net-id网络地址A类地址默认子网掩码255.0.0.0网络地址B类地址默认子网掩码255.255.0.0网络地址C类地址默认子网掩码255.255.255.0host-id 为全 0host-id 为全 0默认子网掩码 141 . 14 . 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0【例】已知 IP 地址是 141.14.72.24，子网掩码是 255.255.192.0。

试求网络地址 (a) 点分十进制表示的 IP 地址(c) 子网掩码是 255.255.192.00 0 0 0 0 0 0 0141 . 14 . 72 . 24141 . 14 .64 . 0. 00 1 0 0 1 0 0 0141 . 14 .. 24(b) IP 地址的第 3 字节是二进制(d) IP 地址与子网掩码逐位相与(e) 网络地址（点分十进制表示）141 . 14 . 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0在上例中，若子网掩码改为255.255.224.0试求网络地址，讨论所得结果 (a) 点分十进制表示的 IP 地址(c) 子网掩码是 255.255.224.00 0 0 0 0 0 0 0141 . 14 . 72 . 24141 . 14 .64 . 0. 00 1 0 0 1 0 0 0141 . 14 .. 24(b) IP 地址的第 3 字节是二进制(d) IP 地址与子网掩码逐位相与(e) 网络地址（点分十进制表示）不同的子网掩码得出相同的网络地址。

但不同的掩码的效果是不同的 课件制作人：谢希仁n1987 年，RFC 1009 就指明了在一个划分子网的网络中可同时使用几个不同的子网掩码使用变长子网掩码  VLSM (Variable Length Subnet Mask)可进一步提高 IP 地址资源的利用率n在 VLSM 的基础上又进一步研究出无分类编址方法，它的正式名字是无分类域间路由选择 CIDR (Classless Inter-Domain Routing)  IP 编址问题的演进 课件制作人：谢希仁nCIDR 消除了传统的 A 类、B 类和 C 类地址以及划分子网的概念，因而可以更加有效地分配 IPv4 的地址空间nCIDR使 用 各 种 长 度 的 “网 络 前 缀”(network-prefix)来代替分类地址中的网络号和子网号nIP 地址从三级编址（使用子网掩码）又回到了两级编址  CIDR 最主要的特点 课件制作人：谢希仁n无分类的两级编址的记法是： IP地址 ::= {<网络前缀>, <主机号>}            nCIDR 还使用“斜线记法”(slash notation)，它又称为CIDR记法，即在 IP 地址面加上一个斜线“/”，然后写上网络前缀所占的位数（这个数值对应于三级编址中子网掩码中 1 的个数）。

nCIDR 把网络前缀都相同的连续的 IP 地址组成“CIDR 地址块”  无分类的两级编址 课件制作人：谢希仁CIDR 地址块 n128.14.32.0/20 表示的地址块共有 212 个地址（因为斜线后面的 20 是网络前缀的位数，所以这个地址的主机号是 12 位）n这个地址块的起始地址是 128.14.32.0n在不需要指出地址块的起始地址时，也可将这样的地址块简称为“/20 地址块”n128.14.32.0/20 地址块的最小地址：128.14.32.0n128.14.32.0/20 地址块的最大地址：128.14.47.255n全 0 和全 1 的主机号地址一般不使用128.14.32.0/20 表示的地址（212 个地址）10000000 00001110 00100000 0000000010000000 00001110 00100000 0000000110000000 00001110 00100000 0000001010000000 00001110 00100000 0000001110000000 00001110 00100000 0000010010000000 00001110 00100000 0000010110000000 00001110 00101111 1111101110000000 00001110 00101111 1111110010000000 00001110 00101111 1111110110000000 00001110 00101111 1111111010000000 00001110 00101111 11111111所有地址的 20 位前缀都是一样的最小地址最大地址【例】nOne network administrator is planning to use the 255.255.255.224 subnet mask on the network.Which valid IP address (es) can the administrator use for the hosts?nA. 172.22.243.127nB. 172.22.243.191nC. 172.22.243.190nD. 10.16.33.98nE.  10.17.64.343. 数据报分片nData plus transport header plus internet header equals 1820 bits. nThis data is delivered in a sequence of packets to pass over one nerwork, each of which contains 24 bits of network header and up to 776 bits of higher-layer headers and/or data. nThree network packets are needed. Total bits delivered = 1820 + 3 × 24 = 1892 bits.4. 距离矢量算法举例(a) A subnet. (b) Input from A, I, H, K, and the new routing table for J.。